环境工程专业毕业设计资中县污水处理厂工艺设计.doc

2 西华大学毕业设计说明书 目目 录录 摘摘 要要 5 1 前言前言 6 2 设计总则设计总则 7 2 1 设计依据 7 2 2 设计原则 7 3 工程规划资料工程规划资料 8 3 1 自然条件 8 3 2 城市污水排放规划 9 4 工程设计概况工程设计概况 10 4 1 设计水质 10 4 2 设计水量 12 4 3 厂址选择 13 4 4 工艺方案的比较和确定 13 4 5 工艺流程 20 5 污水处理构筑物设计计算污水处理构筑物设计计算 21 5 1 粗格栅 21 5 2 污水提升泵房 24 5 3 细格栅 26 5 4 钟式沉砂池 29 5 5 A2O 生化反应池 32 5 6 辐流式二次沉淀池 44 5 7 混凝反应池 51 5 8 辐流式沉淀池 53 5 9 接触池 56 5 10 计量设备 58 3 西华大学毕业设计说明书 6 污泥处理构筑物设计计算污泥处理构筑物设计计算 61 6 1 污泥量计算 61 6 2 污泥浓缩池 62 6 3 污泥脱水机房 65 7 主要附属建筑设计主要附属建筑设计 68 7 1 生产管理用房 68 7 2 行政办公用房 69 7 3 化验室 69 7 4 维修间 69 7 5 仓库 69 7 6 食堂 69 7 7 浴室 69 7 8 宿舍 69 7 9 传达室 70 7 10 设备仪器 70 8 污水处理厂总体布置污水处理厂总体布置 72 8 1 污水处理厂平面布置 72 8 2 污水处理厂高程布置 73 9 组织管理组织管理 78 9 1 生产组织 78 9 2 人员编制 78 9 3 安全生产和劳动保护 78 10 工程投资及运行费用估算工程投资及运行费用估算 80 10 1 工程投资估算 80 10 2 运行费用估算 81 结论结论 82 4 西华大学毕业设计说明书 总结与体会总结与体会 83 谢辞谢辞 84 参考文献参考文献 85 附图附图 图号图号 1 6 6 6 1 6 6 6 86 总平面布置图总平面布置图 86 高程布置图高程布置图 86 钟式沉砂池结构图钟式沉砂池结构图 86 A2O 生化反应池结构图生化反应池结构图 86 辐流式沉淀池结构图辐流式沉淀池结构图 86 接触消毒池结构图接触消毒池结构图 86 5 西华大学毕业设计说明书 摘摘 要要 本毕业设计是对处理量为 2 0 万 m3 d 的资中县污水处理厂进行工艺设计 对进 水水质为 BOD5 175mg l SS 230 mg l TN 40 mg l CODCr 340 mg l TP 4 0 mg l NH3 N 30mg l TN 40mg l 的废水采用 A2 O 混凝沉淀工艺处理后 出水符合 GB 18918 2002 城镇污水处理厂污染物排放标准 一级 A 标准 本设计对主要构筑物包括格栅 污水泵房 钟式沉砂池 A2 O 池 沉淀池 浓 缩池等进行了设计 并对该污水处理厂进行了平面布置和高程布置 最后对其进行 经济分析 结果表明对资中县污水处理厂进行 A2 O 混凝沉淀工艺设计 无论在经 济上还是技术上都非常可行 关键词关键词 A2O 工艺 脱氮除磷 总体布置 高程布置 投资估算 Abstract A2 O coagulative precipitation process design of the Zi Zhong county sewage treatment plant is made in the diploma project The flow is 20 000 m3 d The quality of influent is as follows BOD5 175mg L SS 230 mg L TN 40 mg L CODCr 340 mg L TP 4 0mg L NH3 N 30mg l TN 40mg l It shows that the quality of effluent can be up to the state s first class A discharge standard of pollutants for for municipal wastewater treatment plant The main structures of the plant are designed including grid sewage pumping house The bell type sand pool A2 O ditch sedimentation tank concentration tank and so on The elevation layout and the floor plan layout are made At last it also analyses the cost of building and operation It shows that A2 O coagulative precipitation process designed in the plant is feasible in both economy and technology Key words A2O process Nitrogen and phosphorus removal Overall layout Elevation layout Investment cost 6 西华大学毕业设计说明书 1 前言前言 如今 随着经济飞速发展 城市化进程的加快 城市人口急剧膨胀 居民生活 污水量也不断增多 资中县政府极为重视其境内的环境问题 计划在资中县新建一 座污水处理厂 用以进一步改善东平县水环境质量和提高全县人民的生活水平 在经过对东平县地理环境 气候条件 污水处理量 以及城市规划等具体情况 综合分析后 决定采用 A2O 工艺 该工艺在实际应用中表明 对于不同水质条件的 城市污水 其均具有非常强的适应性 该工艺既可用于新建城市污水厂和具有类似 水质的工业废水处理厂 也可用于现有不具备氮磷脱除功能的城市污水处理厂的改 造 并且基建投资较低 运行管理方便 比较适合中小型污水处理厂 符合实际情 况 7 西华大学毕业设计说明书 2 设计总则设计总则 2 1 设计依据设计依据 中华人民共和国水污染防治法 自 2008 年 6 月 1 日开始实施 地表水环境质量评估 GB3838 2002 自 2002 年 6 月 1 日开始实施 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB8918 2002 室外排水设计规范 GB50101 2005 城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准 CJJ31 89 给水排水设计手册第五册 污水处理厂工艺设计手册 污水处理厂污泥处理处置最佳可行技术导则 给水排水标准规范实施手册 室外排水工程规范 环境保护设备选用手册 水处理设备 2 2 设计原则设计原则 1 执行国家关于环境保护的政策 符合国家地方的有关法规 规范和标准 2 采用先进可靠的处理工艺 确保经过处理后的污水能达到排放标准 3 采用成熟 高效 优质的设备 并设计较好的自控水平 以方便运行管理 4 全面规划 合理布局 整体协调 使污水处理工程与周围环境协调一致 5 妥善处理污水净化过程中产生的污泥固体物 以免造成二次污染 6 综合考虑环境 经济和社会效益 在保证出水达标的前提下 尽量减少工程 投资和运行费用 8 西华大学毕业设计说明书 3 工程规划资料工程规划资料 3 1 自然条件自然条件 3 1 1 地理位置地理位置 资中县隶属于四川省内江市 位于四川省东南部 地理位置东经 104 27 至 105 07 北纬 29 34 至 32 02 东西长 63 38 公里 南北宽 52 23 公里 面 积 1733 73 平方公里 3 1 2 地势地貌地势地貌 构造及类型 1 资中地处荣穹窿背斜西北翼 为平缓倾斜岩层 岩层倾角 2 至 5 度 褶皱和断 裂均不发育 露出地层有三迭系上统须家河组 侏罗中统沙溪庙组和遂宁组 沱江两 岸零星分布的为第四系 各组地层特征自下而上 县境属浅丘地形 西高东低海拔高 程 500 700 米 主要地质构造有 三迭系上统须家河组 侏罗系中下层自流井组 侏罗系中统 沙溪庙组 侏罗系中统遂宁组 第四系全新统及更新统 2 地貌类型及分布 资中县位于素威穹窿西北翼尾端 九宫山脉尾部 斜层地带 受岩层影响 地形西 南高东及东北部低 造成全县自西南向东北部倾斜坡形地势 西南是低山窄谷 深 丘窄谷 中部沿沱江沿岸属浅丘陵 东北为缓丘宽谷 地势平坦 根据地表形态特 征 成因类型 海拔高度和相对高度 合全县可分为低山 深丘 浅丘 缓丘四种 地貌类 五种地貌单位 即 低山窄谷区 坪状高丘区 浅丘中谷区 缓丘宽谷区 和河谷平坝区 县境属低山 丘陵地貌 西南 西北高 东南低 无明显山脉走向 而南低山 源于绵阳逶迤至乐山一脉的龙泉山 现分向威远县中新西坪 山王场经黄荆沟伸入 县内公民 新桥区 再向东转鱼溪 归德等区 东南走向银山镇区 沱江左岸低山 丘陵沿资阳 安岳方向伸入县境双龙 水南 太平等镇区 主要山峰有 重龙山 白云山 观音岩 青山庙山 歇山庙山 马鞍山 老寨子山 高禅寺山等十余座 最高山峰海拔 737m 最低海拔 402m 3 1 3 气候状况气候状况 据资中县气象站近年资料 本区云量较多 以秋季最甚 夏季偏少 全年阴天 9 西华大学毕业设计说明书 数达 241 天 晴天数 17 天 雾日 47 天 无霜日 335 天 日照时数全年 1263 小时 年平均气温 17 4 年降雨量 1037 6mm 夏天较多 总达 580mm 冬季较少仅 44mm 年蒸发量 1175 5mm 相对湿度年平均 80 降雪日数多年平均不足 1 天 年平均风向为偏北风 风速 1 2m s 各季变化不大 最大风速可达 19m s 大风日数 全年 43 天 该区的基本地震烈度为 级 3 1 4 水文水文 县境主要河流为沱江 汇入沱江的主要支流有蒙溪河 乌龙河 龙结河 太阳 河 麻柳河 球溪河和石堰河 项目废水受纳水体为沱江 沱江是长江上游一级支 流 源于岷山南麓九顶山 上源南流至成都金堂县接纳岷江分支毗河后 穿龙泉山 金堂峡 过淮口 经简阳 资阳后 于球溪河口入资中县境 2 月份沱江处于枯水期 此时最小流量为 12m3 s 区域地下水储量为 3770 万立方米 可开采量 2259 万立平 米 水质达到国家饮用水标准 3 2 城市污水排放规划城市污水排放规划 1 根据资中县地区地势情况 自然地形条件各异特点 排水规划原则确定为 雨 污分流 分区排水 污水集中处理 雨水分散排放 就近排河 2 整顿中心城区现有排水渠混乱的状况 用排水管代替现有排水渠道 结合旧 城改造 在现有排水渠道的基础上进行整顿 建立独立的雨水排放系统 建立雨污 分流的城市排水体制 分流制不健全的地区应积极配套建设雨污水管道 旧城区原 为合流制排水的地区要随着城市建设逐步改建为分流制 3 工业污水内部治理应与城市污水集中治理相结合 工业污水必须先作预处理 达到排放标准后 方可排入城市污水管道系统 进入污水处理厂集中处理 4 处理污水量近期规模为 2 0 万吨 日 远期为 4 0 万吨 日 5 县城区污水管网规划采用树状结构 主要依据县城地形现状 用重力流的方 式 使污水自流入污水处理厂 在局部地区使用提升泵站助排 10 西华大学毕业设计说明书 4 工程设计概况工程设计概况 4 1 设计水质设计水质 4 1 1 污水进水水质污水进水水质 污水量的组成 1 污水量的组成与污水收集系统有关 通常由以下几个部分组成 2 综合生活污水 包括居民生活污水和公共设施污水 3 工业废水 必须达到 污水综合排放标准 GB8987 1996 一级标准以上的 工业废水 工业废水量占总处理量的 15 不会对污水处理厂生活污水的处理效果 产生影响 不能进入本项目的工业污水自建污水处理站处理 4 城市市政公共污水 根据污水水质监测报告 现阶段资中县污水水质指标如下 该水质数据符合雨 污合流排水体制的中小城镇的污水特点 表表 4 1 资中县城市污水水质监测统计表资中县城市污水水质监测统计表 污染物名称CODCrBOD5SSNH3 NT NTP 水质指标 mg L 331175228 372 8 由于资中县产生的城市污水以生活污水为主 根据 室外排水设计规范第 6 1 6 条规定 生活污水 BOD5为 20 35 克 人 日 SS 为 30 50 克 人 日 CODcr 及 PH 值 由统计资料分析 一般城市污水 CODcr 2 0 BOD5 TP 0 1 由以上数据计算出城市污水的水质如表 4 2 表表 4 2 城市污水数值计算表城市污水数值计算表 污染物名称CODCrBOD5SSNH3 NTNTP 水质指标 mg L 30015022520242 0 根据全国各个典型城市污水水质的统计的数据表 4 3 可以确定资中县属于低中 等浓度城市污水 表表 4 3 城市污水典型水质浓度城市污水典型水质浓度 单位 mg L 11 西华大学毕业设计说明书 污染物名称CODCrBOD5SST NNH3 NT P 高浓度污水10004006001005012 中等浓度污水45020025040256 低浓度污水25012015025154 超低浓度污水1506010015102 资中县污水处理厂进水水质见表 4 4 表表 4 4 进水水质设计指标进水水质设计指标 单位 mg L 污染物名称CODCr BOD5SSNH3 NTNTP 进水水质34017523030404 0 4 1 2 工业污水情况及要求工业污水情况及要求 现有的企业废水工厂自行处理达标后排入沱江 该工业集中区规划环评要求 在集中区污水处理厂正式投入运行之前 集中区新进驻企业产生的废水进入资中县 城市污水处理厂 处理达标后 统一排放 在本项目即资中县城市生活污水处理厂建成时 处理规模为 2 万 m3 d 废水量 17011 98 万 m3 d 尚有 2988 万 m3 d 的富余容量 本项目位于资中工业集中区下游 为节约资源保护环境 资中工业区新进驻企业在工业区污水厂建成前 可就近排入 本项目处理 但必须满足以下条件 接纳的废水为机械加工废水 食品加工废 水 养殖废水等与生活废水水质相容的废水 工业废水经过企业自行处理达三级 标准进入污水处理厂管网 含一类污染物的废水必须在车间排口达 污水综合排放 标准 中表 1 要求 处理工业污水总量不得超过本项目的富余处理能力 即近期 2988m3 d 工业废水量占总处理量的 15 不会对污水处理厂生活污水的处理效果 产生影响 不能进入本项目的工业污水自建污水处理站处理 4 1 3 出水水质出水水质 污水经处理后尾水直接排入沱江 根据 省环保局等部门关于加强四川省地表 水水域环境功能划类管理工作的意见 没有水环境容量的地区或出水排入没有水 环境容量的流域 新建城镇污水处理厂执行 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918 2002 一级 A 标准 本项目出水水质执行一级 A 标准 各污染物浓度限 值见表 4 5 12 西华大学毕业设计说明书 表表 4 5 污水处理厂出水水质指标污水处理厂出水水质指标 单位 mg L 项目PHCODBOD5SSNH3 NT PT N 一级 A 标6 95010105 8 0 515 表表 4 6 设计水质情况设计水质情况 项 目BOD5CODcrSSNH3 NTNTP 进水 mg L 17534023030404 0 出水 mg L 10 50 10 5 15 0 5 处理程度 94 385 395 783 362 587 5 4 2 设计水量设计水量 本污水处理厂设计规模为2 0 万m3 d 污水量总变化系数取1 5 厂区附属设施 总 K 及建筑预留远期扩容的发展需 要 1 平均日流量 Q sLsmhmdmQ 231 231 0 33 833 102 3334 生活污水变化系数查表 3 7 通过内插法计算得 1 495 取 1 5 总 K 总 K 表表 4 7 生活污水量总变化系数生活污水量总变化系数 平均日 流量 L S 4610152540701202004007001600 总 K2 32 22 12 01 891 801 691 591 511 401 301 20 2 设计最大流量 Q max sLsmhmdmQKQ 347 347 0 1250 100 25 1 3334 max 总 13 西华大学毕业设计说明书 4 3 厂址选择厂址选择 4 3 1 选址原则选址原则 城市污水处理厂厂址选择前 必须明确任务 进行充分的研究调查 应根据工 艺等实际情况综合考虑 选出适用的 系统优化的 工程造价低 施工及管理方便 的厂址 应遵循下列各项原则 1 与所采用的污水处理工艺相适应 2 少拆迁 少占农田 有一定的卫生防护距离 3 厂址位于集中给水水源下游 且应设在城镇 工厂厂区及生活区的下游和夏 季主风向的下风向 4 处理后的污水或污泥用于农业 工业或市政时 厂址应考虑与用户靠近 以 便于运输 当处理水排放时 则应与受纳水体靠近 5 要充分利用地形 如有条件可选择有适当坡度的地区 以满足污水处理构筑 物高程布置的需要 减少工程土方量 6 有良好的工程地质条件及方便的交通 运输 水电条件 7 厂址不应设在雨季易受水淹的低洼处 靠近水体的处理厂 要考虑不受洪水 威胁 厂址应尽量设在地形条件好的地方 8 厂址的选择应考虑远期发展的可能性 有扩建的余地 4 3 2 厂址确定厂址确定 污水处理厂项目建设地点位于资中县沱江南岸松山坝 距资中县城约 3 公里 以南约 200 米是成渝铁路 沱江从场址东北侧向西南流去 场址西距资中火车站约 1 2 公里 资中县靠近成渝高速公路 交通便利 本项目受纳水体沱江资中段 20 年一 遇洪峰高程 321 米 吴淞 100 年一遇洪峰高程 325 14 米 吴淞 地面高程应在 325 14 米以上 污水处理厂规划用地约 25300 平方米 预留远期用地 4 4 工艺方案的比较和确定工艺方案的比较和确定 城市污水处理厂是对收集到的污水及其污泥进行处理的工厂 包括污水处理系 统和污泥处理系统两大部分 前者是污水厂的主体 污水处理厂的工艺流程是指在 达到 所要求的处理程度的前提下 污水处理各单元的有机组合 以满足污水处理的 要求 14 西华大学毕业设计说明书 4 4 1 工艺选择的原则工艺选择的原则 为污水处理工艺方案的优化选择是确保处理厂运行性能 降低费用的关键 了 同时达到污水处理厂高效稳定运行和基建投资省 运行费用低的目的 依据下列原 则进行了污水处理工艺方案选择 1 技术成熟 处理效果稳定可靠 保证出水水质达到排放标准 2 占地少 投资低 运行费用省 以尽可能少的投入取得尽可能高的效益 3 工程实施切实可行 运行维护管理方便 4 综合利用 无二次污染 5 选定工艺的技术设备先进 可靠 国产化程度高 一致性好 6 综合国情 提高自动化管理水平 4 4 2 污水处理工艺的选择污水处理工艺的选择 1 采用生物脱氮除磷工艺的可行性分析 城市污水常规且成熟的处理工艺是普通活性污泥法 而按现行的污水处理厂排 放标准要求 传统的生物处理法无法满足出水对氮和磷的要求 因此 城镇污水厂 设计应选择具备生物除磷脱氮处理工艺技术 根据国内外的运行经验 而具有较高 除磷脱氮效率的生物处理工艺有 A2 O 工艺 氧化沟工艺 A B 法工艺及 CAST 工 艺 本文通过技术经济对以上的工艺进行比较分析 以便为城镇污水处理工程建设 提供借鉴 能否采用生物除磷脱氮工艺 即能否保证生物除磷脱氮过程的有效进行 主要 取决于生物处理过程中的自身营养能否平衡 一般生物除磷脱氮处理工艺要求污水 的相关指标见表 4 8 表表 4 8 生物除磷脱氮处理工艺相关指标生物除磷脱氮处理工艺相关指标 项目BOD5 N PBOD5 CODBOD5 TNBOD5 TP 指标100 5 1 0 45 3 20 1 BOD5 COD 该指标是评价污水可生化性的最简单易行和最常用的方法 一般认为指标值 0 45 时可生化性好 适合采用生化处理法 本设计项目中 BOD5 COD 0 515 0 45 2 BOD5 TN 该指标是鉴定能否采用生物脱氮的主要参数 由于生物脱氮系统主要依靠原污 水中的基质作为反硝化的氢供体 该值越大反硝化进行的越快 理论上 BOD5 TN 2 86 反硝化过程才能进行 15 西华大学毕业设计说明书 可采用生物脱氮工艺 实际运行资料表明 BOD5 TN 3 才能使反硝化过程正常进 行 BOD5 TN 4 5 时 氮的去除率 60 在本设计项目中 BOD5 TN 4 375 符合 要求 4 BOD5 TP 该指标是鉴别能否采用生物除磷的主要依据 一般认为比值应大于 20 方可采 用生物除磷工艺 其比值越大 除磷效果越明显 在本设计项目中 BOD5 TP 43 75 综上所述 本设计项目可以采用生物脱氮除磷工艺 2 污水处理工艺的比较 现将 4 种生物脱氮除磷工艺分述如下 1 A2 O 工艺 A2 O 工艺是生物脱氮除磷效果较稳定的一种工艺 工艺流程由厌氧段 缺氧 好氧段串联而成 污水首先进入厌氧段 兼性厌氧的发酵细菌将废水中可生物降解 大分子有机物转化为小分子VFA 类产物 积磷细菌可将菌体内积贮的聚磷盐分解 释放 同时所释放的能量部分供专性好氧的积磷细菌在厌氧环境下维持生存 另一 部分供积磷菌主动吸收环境中的VFA 一类小分子有机物 并以PHB 形式存贮在菌 体内 随后废水进入缺氧区 反硝化菌利用来自好氧区回流混合液而带来的硝酸盐做为 电子接受体进行反硝化 将硝态氮还原成氮气释放出来 达到同时去磷脱氮目的 废水进入好氧曝气区 磷积磷菌除了吸收利用废水中残留的可生物降解有机物外 主要是分解体内积聚的PHB 并释放出供自生生长繁殖所需的能量 吸收周围环境中 的磷 并以聚磷盐的形式在体内贮存 通过剩余污泥排放将磷排出系统 在好氧区 有机物进一步降解 氨氮进一步硝化 同时A2 O 系统好氧区的部分混合液回流至缺 氧段以提供足够的硝酸盐利于反硝化作用进行 二沉池部分污泥回流至厌氧及缺氧 段 A2 O 工艺系统具有以下特点 除磷脱氮和有机物生化降解过程巧妙地结合起来 在厌氧段和缺氧段分别为 除磷和脱氮提供了相应的反应条件 基建投资和运行费用与常规二级处理相当的条件下 处理出水可达到常规生 物处理加脱氮除磷的三级处理工艺水平 运行管理简便 耐冲击负荷能力强 水力负荷及有机负荷 便于自动化控制 2 氧化沟工艺 16 西华大学毕业设计说明书 氧化沟工艺属于延时曝气活性污泥法的一种类型 将连续环形反应池作为生物 反应池 混合液在反应池中连续循环 污水进入氧化沟完全混合 因此氧化沟工艺 能够承受水量和水质的负荷冲击 在氧化沟中曝气装置并不是沿池长均匀布置而只 是装在某几处 在曝气器下游附近 水流搅动激烈 溶解氧浓度高 远离曝气器处 水流搅动缓慢 溶解氧含量降低 可能出现缺氧区 这种水流搅动方式与溶解氧浓 度沿池 长变化的特征 有利于污泥的生物凝聚 有利于生物硝化 反硝化作用进行 实 现生物脱氮的功能 在氧化沟之前设置生物选择池及厌氧池 其作用一是可拟制丝 状菌的增长 防止污泥膨胀 改善污泥的沉降性能 二是有利于细菌在厌氧段把磷 从合状态下释放出来 在好氧过程中细菌吸收释放的磷和原污水中的磷 形成富含 磷污泥 利用排除剩余污泥达到磷的去除目的 采用厌氧池加DE 型氧化沟工艺 氧化沟由相同容积的A B 二池串联运行 交替地作为好氧池和缺氧池 通过控制 曝气方式 以达到除磷脱氮和降解有机物的目的 目前 氧化沟工艺在城市污水处理中广泛应用 它具有以下特点 处理系统不需要设置初次沉淀池 污水仅经格栅与沉砂池后即可直接流入氧 化沟 氧化沟中污泥总量较普通曝气池污泥量高10 多倍 在供氧充足条件下 氧化 沟中污水污染物被完全净化 处理效果好 氧化沟中活性污泥处于高度矿化状况 排出的污泥比较稳定 无臭味 脱水 快 不需要经过污泥消化 可省去消化池 与其它活性污泥法相比 维护管理简单 发生机械故障的可能性相对减少 氧化沟是一种经济节省的处理系统 一般情况下 传统曝气池系统的污水处 理成本是氧化沟系统的1 5 倍 与其它生物法相比 氮磷的去除率较高 氧化沟工艺对磷去除效率较高 处 理出水总磷含量一般可降低到0 5 l 0 mg l 3 A B 法工艺 A B 法工艺又称吸附生物降解法 利用了活性污泥中不同微生物群落的代谢特 性 采取了A B 段不同的生物环境来发挥各自微生物种类的优势 与传统的活性 污泥法相比 A B 法具有下列特征 无需设初次沉淀池 由吸附池和中间沉淀池组成的A 段为一级处理系统 B 段由曝气池和二次沉淀池组成 A B 两段完全分开 各有独立的污泥回流系统和独立的微生物种群 有利 17 西华大学毕业设计说明书 于脱氮除磷功能发挥 在A 段利用了污泥微生物对有机污染物高效吸附的特性 在 低供氧 高负荷的条件下进行吸附降解处理 减少动力消耗与基建投资 在B 段利 用原生动物和菌胶团 在好氧环境中进行生物降解 使净化功能得以充分发挥 处 理出水水质比较稳定 AB 工艺中有A 段的超高负荷运行 为B 段的硝化作用创造了有利条件 污水 A 段吸附处理后 出水BOD 大为降低 减轻了B 段污泥的有机负荷 创造了硝化 菌在微生物群体中存活的条件 在B 段设计上亦有厌氧一好氧周期地或同时地存在 的时空条件 很方便地形成了厌氧一好氧活性污泥法脱氮工艺 由于A 段的有效功 能使B 段的处理效果得以提高 不仅能进一步去除BOD COD 而且提高了硝化效 果 AB工艺对BOD COD SS 磷和氨氮的去除率 一般均高于常规活性污泥法 且可节省基建投资约20 节省能耗15 左右 由于A 段的净化机理是以吸附去除为主 因此污染物未被彻底氧化分解随剩余 污泥排入污泥处理系统 含有大量未被降解的有机污染物的生污泥极不稳定 污泥 必须经过稳定处理 才能脱水外运 4 CAST 工艺 CAST 工艺为循环式活性污泥法是SBR 的一种新的型式 该工艺将主反应区中 部分剩余污泥回流至选择器中 在运行方式上使出水稳定性得到保障 CAST 池一 般分为3 个反应区 一区为生物选择器 二区为缺氧区 三区为好氧区 各区之比 一般为1 5 30 CAST 预反应区 生物选择器 设置和污泥回流的措施 保证了活性 污泥不断地在选择器中经历一个高絮体负荷阶段 从而有利于系统中絮凝性细菌的 生长 并可提高污泥活性 使其快速地去除废水中溶解性易降解基质 进一步有效 地仰制丝状菌的生长和繁殖 在沉淀阶段不进水 保证了污泥沉降在静止环境中进 行 系统有良好的分离效果 以上这些特点使CAST系统的运行不受进水水质的影 反应器在完全混合条件下运行而不发生污泥膨胀 CAST 方法的主要优点 工艺流程简单 基建及设备投资低 无初沈池和二沈池及较大规模回流污泥 泵站 能很好地适应进水水质 水量的波动 运行灵活 在进行生物除磷脱氮操作时 整个工艺运行可得到良好的控制 处理出水水 质尤其是除磷脱氮效果显著优于传统活性污泥法 运行简单 无需进行大量的污泥回流和内回流 18 西华大学毕业设计说明书 3 工艺适用性 表表 4 9 4 种工艺技术比较分析种工艺技术比较分析 项目A2 O 工艺氧化沟工艺A B 法CAST 工艺 工艺先进 成熟先进 开发史70 年代美国开发有几十年历史70 年代美国开 发 80 年代美国开 发 国内用80 年代用在广州80 年代开发应 用 80 年代开发应 用 近年逐渐推广 国外用广泛应用 规模适用各种规模耐 冲击 适于中小规模 抗冲击 适于较大规模适于中小规模抗 冲击强 技 术 可 行 性 适用性除磷氮负荷高除磷氮能力强同时去除磷氮击强磷氮去除率 高 BOD5 去除率 90 95 NH3 N 去除率 70 80去除率 60 70 去除率 65 70 处 理 程 度 TP 去除率 85去除率 80去除率 85 出水指标出水水质好出水水质较好出水水质较稳 定 出水水质稳定 运行管理 运行稳定 单元 功能划分清楚 便于操作管理 对工艺系统的控 制有较高要求 运行稳定 处 理流程与机械 设备较简单 无初沉池和鼓 风机房 便于 操作管理 工艺流程复杂 处理单元多 污水污泥回流 系统比较复杂 管理难度较大 处理单元较少易 维护管理 运行 稳定 无需进行 大量污泥回流和 内回流 社会环境效益 出水可作为中水 利用 污泥稳定 无害 污染治理程度 高 出水可作 为中水利用 能耗低 污染 小 污泥需稳 定化处理 出水可作为水资 源利用 污泥产 量较少 19 西华大学毕业设计说明书 续表续表 4 9 项目A2 O 工艺氧化沟工艺A B 法CAST 工艺 环境影响污泥量较大臭味 较小鼓风设备噪 音大 臭味较小 设 备噪音小 产 泥量少 污泥产量较大 且不稳定 臭味较小 噪音 较小 产泥量少 根据上述工艺特征分析 在满足污水处理脱氮除磷要求与水质达标排放的前提 下 从技术 经济 环境影响 运行管理 工程实施及社会 环境效益等方面就上 述四种工艺的适用性及优缺点 根据工程运行实例数据归纳分析比较见表 4 9 4 处理工艺的确定 通过表 4 9 分析比较 综上所述 任何一种方法 都能达到除磷脱氮的效果 且出水水质良好 但综合考虑本工程的建设规模 进水特性 处理要求 运行费用 和维护管理等情况 经技术经济比较 分析 确定采用 A2 O 法生物处理工艺 判断是否可采用 A2 O 法 85 8 40 340 TN COD 符合条件06 0 0229 0 175 4 5 BOD TP 通过多年的设计 运行实践及改良 A2 O工艺处理城市污水已表现为技术先进 高效低能 投资省 运行稳定 出水水质好的成熟工艺 处理出水可达到常规生物 处理加脱氮除磷的三级处理工艺水平 4 4 3 污泥处理与处置方法的选择污泥处理与处置方法的选择 目前 污泥的最终处置有填埋 焚烧 堆肥和工农业利用四种途径 该厂的污 泥主要来源于城市污水 完全可以再利用 只需在厂内进行预处理将有害物质去除 该厂的污泥用于农业是完全可能的 目前暂时有困难 也可将污泥用于园林绿化 使污泥中的肥分得以充分利用 污泥也可得以妥善处置 在上述污水处理工艺中 生物处理系统采用前置反硝化方式脱氮 由于生物硝 化系统属于低负荷工艺 污泥可得到充分的好氧稳定 因而污泥处理不设污泥消化 系统 综上所述 决定污泥先进行浓缩处理 再经机械脱水后运出厂外填埋或用作农 肥 20 西华大学毕业设计说明书 4 5 工艺流程工艺流程 图 4 1 污水处理厂工艺流程 若在上述水处理工艺流程中设置初次沉淀池 假设 BOD5经初次沉淀池的去除 率为 25 则进入生物池的 BOD5 TN 3 280 2 宜采用机械清渣及皮带输送机 采用机械栅渣打包机将栅渣打W 3 m d 包 汽车运走 7 进水与出水渠道 城市污水通过 DN1200的管道送入进水渠道 设计中取进水渠道宽度mm 0 65 进水水深 0 4 出水渠道 0 65 0 4 1 Bmhm 1 BBmhm 8 计算草图如下 栅条工作平台 进 水 h2 h H1 h H B 1000H1 tan 500 1 2 B1B1 1 h1 h1 图 5 1 粗格栅计算图 24 西华大学毕业设计说明书 综上所述 采用 NC 1200 型格栅机 其参数如表 5 1 表表 5 1 NC 1200 型格栅参数表型格栅参数表 设备宽度 B mm 有效栅宽 B1 mm 有效栅隙 b mm 电机功率 kw 安装角度 支座长度 L mm 格栅槽深 度 H mm 格栅高度 H1 mm 12001060200 756030602000650 5 2 污水提升泵房污水提升泵房 5 2 1 设计说明设计说明 泵房用以提升水头高度 选择集水池与机械间合建的半地下矩形自灌式泵房 这种泵房布置紧凑 占地少 机构省 操作方便 而且均衡了污水流量 以保证处 理的稳定 泵房采用钢筋混凝土结构建造 1 应根据远近期污水量 确定污水泵站的规模 泵站设计流量一般与进水管之 间设计流量相同 2 根据污水经泵站抽升后 出口入河道 灌渠还是进处理厂处理来选择合适的 泵站位置 3 污水泵站的集水池与机器间在同一构筑物内时 集水池和机器间须用防水墙 隔开 允许渗漏 做法按结构设计规范要求 分建式 集水井和机器间要保持的施 工距离 其中集水池多为圆形 机器间多为方形 4 泵站构筑物不允许地下水渗入 应设有高出地下水位 0 5m 的防水措施 5 2 2 设计计算设计计算 1 污水泵的选择 最大设计水量为 3 0 104 选用 6 台潜污泵 4 用 2 备 则单台流量为dm 3 30000 4 7500 312 5 1 Qdm 3 hm 3 2 集水池 容积 按一台泵最大流量时 5min 的出流量设计 则集水池的有效容积 V 15045 60 450 V 3 m 面积 取有效水深 H 为 2m 则面积 F 为 25 西华大学毕业设计说明书 75 2 150 H V F 2 m 集水池长度取 15 则宽度为 5 集水池平面尺寸为 L B 15 5 保护水mm 深取 1 则实际水深为 3 mm 3 泵位 安装及泵的扬程 污水泵直接置于集水池内 经核算集水池面积大于污水泵的安装要求 污水泵 检修采用移动吊架 2121 hhHHH 式中 集水池经常水位与细格栅水位标高 1 Hm952 4 污水泵水头损失 1 hm5 1 保护水头 2 hm5 0 mH952 6 5 05 1952 4 选用 CP519 250 l 型潜水排污泵 其主要技术参数见表 5 2 表表 5 2 CP519 250 l 型潜水排污泵主要技术参数型潜水排污泵主要技术参数 型号流量 hm 3 扬程 m 效率 功率 Kwd mm CP519 250 l 350107118 5250 注 d 为通过的最大颗粒直径 4 泵房示意图如下 进水总管 粗格栅 吸水池最 底水位 26 西华大学毕业设计说明书 图 5 2 泵房示意图 5 3 细格栅细格栅 5 3 1 设计说明设计说明 污水经污水提升泵房后进入细格栅 细格栅的作用是进一步截留污水中的漂浮 物 减轻后续处理单元的负荷 防止阻塞排泥管道 以保证后续构筑物和设备的安 全 本工程设计三组格栅 其中两用一备 即 N 2 组 每组格栅与沉砂池合建 即 每组格栅的设计流量 0 1735 渠道采用钢筋混凝土结构 sm 3 5 3 2 设计计算设计计算 1 栅条间隙数n max sinQ n bhv 式中 栅条间隙数 个 n 格栅倾角 取 60 栅条间隙 取 0 01 bmbm 栅前水深 取 0 5 hmhm 过栅流速 取 0 8 vm svm s 则 40 36 取 41 个 max sinQ n bhv 8 05 001 0 60sin1735 0 2 栅槽宽度B 1 BS nbn 式中 栅条宽度 取 0 01 Smm 则 0 01 41 1 0 01 41 0 81 1 BS nbn m 3 通过格栅的水头损失 1 h 1 hh k 2 sin 2 v h g 4 3 s b 27 西华大学毕业设计说明书 sin 2 2 3 4 1 g v b s kh 式中 设计水头损失 1 hm 计算水头损失 h m 重力加速度 取 9 81 g 2 m sg 2 m s 系数 格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数 取 3 kk 阻力系数 其值与栅条断面形状有关 形状系数 取 2 42 由于选用断面为锐边矩形的栅条 则 21 0 60sin 81 9 2 8 0 01 0 01 0 42 2 3 0 2 3 4 1 hm 为避免造成栅前涌水 帮将栅后槽底下降作为补偿 见图 5 3 1 h 4 栅后槽总高度H 12 Hhhh 式中 栅前渠道超高 取 0 3 2 hm 2 hm 则 0 5 0 3 0 21 1 01 12 Hhhh m 5 栅槽部分总长度L 21 hhH 式中 栅前渠道深 1 Hm 栅前水深 取 0 5 hmhm 栅前渠道超高 取 0 3 2 hm 2 hm 则 0 5 0 3 0 8 21 hhH m 1 5 1 96 60tan 0 15 0 1 H LLmm 60tan 8 0 m 6 每日栅渣量W max1 86400 1000 QW W K 总 式中 单位栅渣量 取 0 1 1 W 333 10mm 污水 1 W 333 10mm 污水 则 max1 86400 1000 QW W K 总 999 1 50 1 1000 10 0 347 0 86400 3 m d 28 西华大学毕业设计说明书 因 1 999 0 2 宜采用机械清渣及皮带输送机 采用机械栅渣打包W 3 m d 3 m d 机将栅渣打包 汽车运走 7 进水与出水渠道 城市污水通过提升泵房送入进水渠道 格栅的进水渠道与格栅槽相连 格栅与 沉砂池合建一起 格栅出水直接进入沉砂池 进水渠道宽度 0 81 渠道水 1 BBm 深 0 5 hm 8 计算草图如下 B I 5001000 H1 tan I h h2 H1H h h1 h1 栅条工作平 台 进 水 图 4 3 细格栅计算草图 综上所述 采用 NC 1000 型格栅机 其参数如表 5 3 表表 5 3 NC 1000 型格栅机参数型格栅机参数 设备宽度 B mm 有效栅宽 B1 mm 有效栅隙 b mm 电机功率 kw 安装角度 支座长度 L mm 格栅槽深 度 H mm 格栅高度 H1 mm 1000860100 556030602000650 栅渣压榨外运采用 THL23 LZH200 6 型栅渣螺旋压榨机其参数如表 5 4 表表 5 4 THL23 LZH200 6 型格栅机参数型格栅机参数 型号螺旋圈数螺距 A螺距 B螺距 C螺距 D螺距 E螺距 F功率 KW 29 西华大学毕业设计说明书 LZH200 66200mm363mm380mm1483mm1032mm400mm1 1 5 4 钟式沉砂池钟式沉砂池 5 4 1 设计说明设计说明 沉砂池的形式 按池型可以分为有平流式沉砂池 竖流式沉砂池 曝气沉砂池 和涡流沉砂池 平流式沉砂池是常用的形式 具有截留无机可理效果较好 工作稳定 构筑简 单 运行费用低廉和排砂方便等优点 其缺点是沉砂中含有 15 的有机物 使沉砂 的后续处理难度加大 竖流式沉砂池是污水自下而上由中心管进入池内 无机物颗粒借重力沉于池底 处理效果一般较差 曝气沉砂池是在池体的一侧通入空气 使污水沿池旋转前进 从而产生与主流 垂直的横向环流 其优点是 通过调节曝气量 可以控制污水的旋流速度 使除砂 效果较稳定 受流量变化的影响较小 缺点就是构造成本相对较高 维修和运行费 用也较高 按生物除磷设计的污水处理厂 为了保证除磷效果 一般不采用曝气沉 砂池 涡流式沉砂池 也称旋流沉砂池 钟式沉砂池 是利用水力涡流 泥砂和有机 物分开 加速砂粒的沉淀 有机物则被留在污水中 具有基建 运行费用低和除砂 效果好等优点 通过综合考虑本工程采用 2 组旋流式沉砂池 N 2 组 分别与格栅连接 每组 沉砂池设计流量为 0 1735 沉砂池采用钢筋砼结构 sm 3 5 4 2 设计计算设计计算 1 设计参数 1 沉砂池水力表面负荷约为 200 水力停留时间约为 20 30s 23 hmm 2 进水渠道直段长度应为渠道宽的 7 倍 并且不小于 4 5s 以创造平稳的进水 条件 3 进水渠道流速 在最大流量的 40 80 情况下为 0 6 0 9 在最小流sm 30 西华大学毕业设计说明书 量时大于 0 15 但最大流量不大于 1 2 sm sm 4 出水渠道与进水渠道的夹角大于 以最大限度地处长水流在沉砂池内 270 的停留时间 达到有效除砂目的 两种渠道均设在沉砂池上部以防扰动砂子 5 出水渠道宽度为进水渠道的 2 倍 出水渠道的直线段要相当于出水渠道的宽 度 6 沉砂池前应设格栅 沉砂池下游设堰板 以便保持沉砂池内所需的水位 2 钟氏沉砂池规格 根据处理污水量的不同 旋流式沉砂池可分为不同型号 各部分尺寸见图及表 5 5 可选供用 表表 5 5 钟式沉砂池型号及尺寸 毫米 钟式沉砂池型号及尺寸 毫米 型号 流量 L s ABCDEFGHJKL 50501830100030561030014003003002008001100 1001102130100038076030014003003003008001100 2001802430100045090030013504003004008001150 30031030501000610120030015504503004508001350 55053036501500750150040017006005105808001450 9008804870150010002000400220010006106008001850 130013205480150010002400400220010007506308001850 175017505800150012002400400250013008907008001950 2000220061001500120033504002500130021307508001950 3 钟氏沉砂池的选择 根据设计流量 单座钟氏沉砂池的设计水量为 173 5 通过内插法 由表计sL 算出各尺寸 选择旋流式沉砂池型号见表 5 6 表表 5 6 钟氏沉砂池尺寸钟氏沉砂池尺寸 毫米毫米 流量 L s ABCDEFGHJ K L 173 52402100044488730013553913003918001145 31 西华大学毕业设计说明书 因此选择型号为 200 的钟氏沉砂池 其参数见表 5 7 表表 5 7 型号型号 200 钟氏沉砂池尺寸钟氏沉砂池尺寸 毫米毫米 型 号 流量 L s ABCDEFGHJKL 2001802430100045090030013504003004008001150 4 进水流速 格栅的出水送入沉砂池的进水渠道 然后向两侧配水进入沉砂池 进水渠道采 用与旋流式沉砂池呈切线方式进水 进水可以在沉砂池产生涡流 沉砂池池壁取 0 2m 11 max 1 hv Q B 式中 进水渠道宽度 0 45 1 Bm 进水渠道水流速度 1 vsm 进水渠道水深 取 0 4 1 hm 1 hm 则 964 0 4 045 0 1735 0 1 vsm 5 出水流速 出水渠道与进水渠道建在一起 并且满足夹角大于 以延长污水在涡流式 270 沉砂池内流动距离 22 max 2 hv Q B 式中 出水渠道宽度 0 9 2 Bm 出水渠道水流速度 2 vsm 出水渠道水深 取 0 4 2 hm 1 hm 则 482 0 4 09 0 1735 0 2 vsm 6 钟式旋流沉砂池草图如下 最小值为4C K C D 45 B E L FG H A J 图 5 4 钟式沉砂池草图 32 西华大学毕业设计说明书 5 5 A2O 生化反应池生化反应池 5 5 1 设计说明设计说明 污水生物处理设计条件 1 进入反应池的平均流量 2 104 0 0 231 最